Aloion sy'n seiliedig ar nicel yn y diwydiant awyrofod
Elfen rhif 28 ar y tabl cyfnodol yw nicel. Gall y metel caled a hydwyth hwn, o'i gyfuno â metelau eraill, fel dur, ffurfio aloion defnyddiol. Mae'r aloion hyn yn magnetig, yn gwrthsefyll gwisgo, a gallant wrthsefyll tymereddau uchel iawn. Mae'r eiddo hyn yn rhoi llawer o gymwysiadau effeithiol yn y diwydiant awyrofod i aloion sy'n seiliedig ar nicel.
Mae awyrennau a llong ofod yn beiriannau cymhleth sydd wedi'u cynllunio a'u hadeiladu i fanylebau manwl gywir. Mewn llawer o achosion, gall gweithrediad priodol a dibynadwy'r awyrennau hyn fod yn fater o fywyd a marwolaeth. Felly, mae peirianwyr awyrofod yn dibynnu ar aloion sy'n seiliedig ar nicel i ddarparu'r ymateb gofynnol wrth ddod ar draws sefyllfaoedd penodol wrth hedfan. Dyma drosolwg o sut mae'r metelau cymysg hyn yn cyfrannu at y diwydiant awyrofod.
Aloion nicel mewn tyrbinau nwy
Un o'r defnyddiau gorau o aloion nicel yw mewn tyrbinau nwy mewn peiriannau awyrennau. Mae tyrbin yn gefnogwr cylchdroi sy'n defnyddio un ffynhonnell pŵer i gynhyrchu ffynhonnell bŵer arall, fel gwaith pŵer trydan dŵr neu dyrbin gwynt. Mae tyrbinau nwy awyrennau yn gweithio ar yr un egwyddor, ac eithrio bod nwy dan bwysau yn cynhyrchu'r egni sydd ei angen i gylchdroi'r tyrbin. Mae'r byrdwn a gynhyrchir gan y tyrbin awyren yn gyrru'r awyren ymlaen, oddi ar y ddaear, ac i'r awyr.
Yn ystod yr Ail Ryfel Byd, roedd angen cynnal a chadw'n aml mewn peiriannau tyrbinau nwy oherwydd byddai tymereddau uchel yr injan hylosgi mewnol yn cyrydu'r aloion dur yn gyflym. Trodd gwyddonwyr a pheirianwyr at aloion nicel, sy'n gwrthsefyll gwres ac yn gwrthsefyll cyrydiad, i ddatrys y broblem hon.
Disodlodd peirianwyr awyrennau aloion dur gwrthstaen mewn tyrbinau ag aloion nicel, yn enwedig yn y siambr hylosgi. Yn y siambr hylosgi, mae chwistrellwyr tanwydd yn rhyddhau llif parhaus o aer dan bwysau, ac mae deiliaid fflam yn cadw'r llif aer i losgi trwy gydol yr hediad hyd yn oed pan fydd llawer o wynt yn chwythu trwy'r tyrbin. Oherwydd y fflam barhaus hon, rhaid i'r siambr hylosgi wrthsefyll tymereddau uchel am amser hir. Mae aloion nicel yn gwneud hyn yn bosibl.
Ar ôl darganfod gwerth aloion nicel mewn tyrbinau nwy, parhaodd peirianwyr awyrofod i wella perfformiad aloion nicel wrth hedfan awyrennau.
Mae ychwanegu metelau eraill fel twngsten a molybdenwm i'r aloion yn eu gwneud yn fwy gwrthsefyll gwres. Mae'r defnydd o haenau wedi'u seilio ar alwminiwm yn gwella cyrydiad ac ymwrthedd rhwd aloion nicel. Mae dulliau castio aloi newydd yn rhoi'r cryfder cyfeiriadol sydd ei angen arnynt.
Heddiw, defnyddir tua 1.8 tunnell o aloion nicel mewn un injan jet. Mae'r aloion nicel hyn yn galluogi peiriannau jet i gwblhau tua 20, 000 awr o hedfan heb atgyweiriadau mawr. Mewn cyferbyniad, cyn i aloion nicel ddod yn safonol, cafodd awyrennau oes hedfan o ddim ond 5 awr, sy'n dangos pwysigrwydd aloion nicel yn y diwydiant awyrofod.
Aloion nicel mewn cydrannau awyrennau eraill
Er bod aloion nicel yn fwyaf adnabyddus am wella effeithlonrwydd tyrbinau nwy, fe'u defnyddir hefyd mewn cydrannau awyrennau eraill.
Gall aloi 80A gadw ei siâp hyd yn oed o dan dymheredd uchel iawn a straen mawr. Fe'i defnyddir yn aml mewn falfiau gwacáu awyrennau, sy'n tynnu nwyon gwacáu poeth o'r injan.
Mae Monel yn aloi nicel arall a ddefnyddir mewn awyrennau. Mae'r metel hwn yn cynnwys 68% nicel, 29% copr, a symiau bach o haearn, manganîs, ac elfennau eraill. Mae Monel yn debyg i ddur mewn sawl ffordd, mae ganddo wrthwynebiad uchel i bwysau trwm (hy cryfder tynnol), a gellir ei weldio. Mae maniffoldiau gwacáu awyrennau, falfiau carburetor a llewys, a'r gerau a'r cadwyni sy'n rheoli'r offer glanio i gyd yn defnyddio aloion Monel. Defnyddir rhybedion Monel hefyd i gau aloion dur nicel.
Aloion nicel ar y modiwl lleuad
Defnyddir aloion sy'n seiliedig ar nicel yn helaeth yn y diwydiant awyrofod ac fe'u defnyddiwyd hyd yn oed ar wyneb y lleuad. Yn y 1960au, glaniodd rhaglen Apollo yr Unol Daleithiau 12 gofodwr ar y lleuad. I gyrraedd yno, defnyddiodd y gofodwyr long ofod a ddyluniwyd yn benodol ar gyfer y lleuad: y modiwl lleuad (LM).
Roedd llawer o rannau allanol duon yr LM wedi'u gwneud o aloion wedi'u seilio ar nicel, yn ôl Amgueddfa Awyr a Gofod Genedlaethol Smithsonian.
Defnyddiodd y rhannau du hyn aloi dur nicel i amsugno ac adlewyrchu gwres solar o'r LM. Gyda chymorth hyd at 25 haen o orchudd alwminiwm ar yr aloi nicel, roedd y rhannau hefyd yn amddiffyn y llong ofod rhag meteoroidau bach.
Roedd yr aloi nicel a ddefnyddiwyd ar y LM yn denau iawn: dim ond {{{0}}. 0 0 21 0 72 mm/{0 0000833 modfedd o drwch. 0000833 modfedd o drwch. Mewn cymhariaeth, mae ffoil alwminiwm rheolaidd tua 0.2 mm/0.0079 modfedd o drwch. Mae dalen o bapur argraffydd fel arfer yn 0.1 mm/0.0038 modfedd o drwch. Soniwyd am yr adrannau tenau iawn hyn o’r Modiwl Lunar (LM) yn ffilm 1995 Apollo 13. Yn narllediad y llong ofod i’r Ddaear, dywed Jim Lovell (a chwaraewyd gan Tom Hanks), "Mewn rhai mannau dim ond ychydig haenau o drwch tunfoil yw croen y LM, a dyna'r cyfan sydd gennym i amddiffyn ein gwactod."
Mae aloion nicel yn amlwg yn bwysig i hanes awyrofod. Heb yr aloion metel hyn sy'n gwrthsefyll gwres sy'n gwrthsefyll gwres, ni fyddem yn gallu croesi cefnforoedd mor hawdd heddiw, ac ni fyddai bodau dynol yn gallu cerdded ar wyneb y lleuad. Afraid dweud, mae'r aloion hyn sy'n seiliedig ar nicel yn fetelau anhepgor ar gyfer yr oes fodern.
